Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 1 Les

Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 1 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Outil de production au service du développement durable LEs BIOTECHNOLOGIEs LEs BIOTECHNOLOGIEs Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 3 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable En quelques années les prix des produits pétroliers se sont envolés. Si le pétrole est notre principale source d’énergie, il est aussi la matière première de nombreux produits chimiques. Ses réserves limitées et son impact écologique nous incitent à rechercher des technologies propres et durables pour produire ces substances chimiques de base et énergétiques. La biotechnologie industrielle se montre comme un outil de choix pour atteindre ces objectifs. Anne‐Lise HANTSON est Ingénieur chimiste, Ingénieur en Génie Nucléaire, Docteur en Sciences Appliquées, Chef de Travaux et Chargée de cours à temps partiel à la Faculté Polytechnique de Mons (Service de Chimie et Biochimie Appliquées). « A l'origine de la production de l'oxygène terrestre, les micro‐organismes et leurs fonctions biologiques sont sans conteste les outils technologiques de notre avenir... A nous de les utiliser avec sagesse et raison. » En bref ... Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 5 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Au sommaire Biotechnologie(s) 6 Biotech blanche pour développement durable 7 Enzymes & micro‐organismes 8 Au bénéfice du secteur industriel 10 La biotech des enzymes dans les textiles 11 Biotech, biopolymères et bioplastiques 12 Quand biotechnologie rime avec énergie 15 Des bactéries au secours de notre environnement 20 Glossaire 22 Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 6 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Biotechnologie(s) Biotechnologie (n. f.) : Application de la science et de l’ingénierie à l’utilisation des fonctions biologiques d’organismes vivants – sous leur forme naturelle ou modifiée – pour des applications dans la médecine, l’agriculture, l’industrie et la protection de l’environnement. Les différents domaines d’application sont respectivement symbolisés par une couleur : La biotechnologie rouge est liée à la médecine et concerne la conception d’organismes pour produire des antibiotiques, le développement de thérapies à travers les manipulations du génôme, le diagnostic à l’aide de puces à ADN ou de biocapteurs, etc. La biotechnologie verte touche à l’agriculture et l’alimentation. Celle‐ci utilise le génie génétique* pour transférer certains gènes d’une espèce de plante à une autre et améliorer de façon ciblée la résistance aux insectes, aux champignons, aux virus et aux herbicides. La biotechnologie bleue se concentre sur l’utilisation des processus et des organismes de la biologie marine à des fins techniques. La b bi io ot te ec ch hn no ol lo og gi ie e b bl la an nc ch he e, ou industrielle, a pour objet la production et les processus à l’échelle industrielle, ainsi que l’utilisation de la biomasse comme matière première renouvelable. Des procédés vieux de plus de 1000 ans ! Sans connaître ni comprendre les principes de la fermentation ou de la génétique, l’homme utilise depuis longtemps certains procédés biotechnologiques pour la fabrication de la bière, du pain, du fromage et du vin, pour la sélection lors de l’élevage des animaux et la culture des plantes, etc. * les termes en magenta sont repris au glossaire Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 7 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Produits (ou sousproduits) de l'agriculture Sucres ou protéines (enzymes) Biomatériaux Substances biochimiques Biocarburants Profit Planète Personnes Biotech blanche pour développement durable De manière simplifiée, la biotechnologie industrielle est l’application de la biotechnologie en vue de produire durablement des substances biochimiques, des biomatériaux et des biocarburants à partir de ressources renouvelables. Elle vise des procédés plus propres, qui génèrent moins de déchets et nécessitent moins d’énergie. Parce qu’elle peut contribuer à créer un équilibre harmonieux entre le développement économique, le maintien des écosystèmes et l’amélioration de la qualité de vie, la biotechnologie blanche s’inscrit dans le cadre du développement durable : satisfaire les besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre à leurs propres besoins. Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 8 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Enzymes & micro‐organismes La biotech industrielle est principalement basée sur la fermentation et la biocatalyse. Ce sont les micro‐ organismes (levures, algues, bactéries), ou une partie de ceux‐ci (principalement les enzymes ), qui jouent le rôle de mini‐usines ou de chaînes de production. Pour accélérer les réactions biochimiques, on utilise des enzymes, des protéines produites par tout organisme vivant. Au cours du processus de catalyse, les enzymes ne sont ni consommées, ni altérées. Elles travaillent non seulement avec grande rapidité et précision, mais également – contrairement aux catalyseurs chimiques qui nécessitent souvent des conditions agressives pour être actifs – dans le respect de l'environnement: en milieu aqueux, sous pH, température et pression modérés. Les enzymes agissent comme de minuscules machines qui s’assurent que des molécules entrent en contact entre elles et réagissent. Comme une clé correspondant à une serrure, chaque enzyme s’adapte et agit seulement sur un ensemble spécifique de substances. C'est pourquoi l'utilisation de la biocatalyse à grande échelle remplace de nombreux procédés polluants ‐ par exemple dans l'industrie du papier, du cuir ou du textile ainsi que dans la fabrication de détergents. Grâce à la fermentation, la biotechnologie blanche est également en mesure de fournir des enzymes en quantité… industrielle ! Biocatalyse... Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 9 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable ... et fermentation Dans un environnement contrôlé, en l’absence d’oxygène, des micro‐organismes (par exemple moisissures, levures et bactéries) – génétiquement modifiés ou pas – transforment des substances organiques, telles que les sucres et les huiles, en une gamme pratiquement illimitée de produits. Il suffit simplement de choisir le micro‐ organisme adapté, de surveiller son métabolisme et sa croissance et d’être en mesure de l’utiliser à grande échelle. Parmi les fermentations les plus connues, on peut citer la fermentation alcoolique (transformation des sucres en alcool), la fermentation acétique (transformation de l’alcool en vinaigre) et la fermentation lactique (transformation du lait en fromage). Les domaines d’application des fermentations dans l’industrie sont nombreux et variés. Outre le secteur de l’alimentation, la chimie, la pharmacie, l’agriculture et l’environnement font appel à de tels procédés. Le saviez‐vous ? Le terme « fermentation » dérive du latin fervere qui signifie bouillir : un liquide en cours de fermentation présente un important dégagement gazeux (CO2) et montre l’aspect d’un liquide en ébullition. Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 1 0 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Au bénéfice du secteur industriel L'objectif fondamental de tous les processus industriels est de fabriquer à moindre coût un produit parfaitement défini en grande quantité avec une qualité constante. Les entreprises utilisent la biotechnologie industrielle pour Usage de la biocatalyse pour produire des nouveaux composés, réduire les sous‐produits et améliorer la pureté chimique, etc. Réduire leurs coûts Augmenter leurs bénéfices Augmenter la qualité de leurs produits Optimiser leur procédé et son suivi Améliorer la sécurité et l'hygiène de la technologie Respecter la législation sur l'environnement Industrie chimique Quelques exemples... Industrie du plastique Industrie du papier Industrie textile Industrie agroalimentaire Industrie énergétique Fabrication de plastiques « verts » issus de cultures renouvelables telles que maïs ou soja. Amélioration des procédés de fabrication, incluant l’usage d’enzymes en vue de réduire l'utilisation d'agents blanchissants agressifs. Diminution des sous‐produits toxiques lors de la teinture du tissu et des procédés de finition. Ajouts d’enzymes aux détergents à lessive pour les rendre plus efficaces. Mise au point d’enzymes pour la boulangerie, la brasserie, la fabrication des laitages, des jus de fruits, des arômes, des aliments pour animaux, etc. Utilisation d’enzymes pour la fabrication de biocarburants plus propres issus de déchets de l’agriculture. Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 11 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable La biotech des enzymes dans les textiles Des enzymes sont utilisées pour traiter et modifier les fibres durant la fabrication, le traitement et l'entretien des textiles : Élimination des agents protecteurs des fibres utilisés lors du tissage des fils de coton. Désencollage du coton Séparation des tiges dures de la plante des fibres utiles du lin. Nettoyage des vêtements et élimination des taches plus efficaces et qui n’exigent pas des températures très élevées et un remuage mécanique. Création d’un effet de délavage à la pierre et polissage sans endommager les fibres avec l’utilisation de produits abrasifs, avec diminution de la consommation énergétique et de l'usure mécanique. Rouissage du lin Biodélavage à la pierre et biopolissage Détergents Anne-Lise Hantson, Service de Chimie et Biochimie Appliquées de la FPMs | 1 2 Les biotechnologies, outil de production au service du développement durable Biotech, biopolymères et bioplastiques Les produits uploads/Industriel/ biotech-web.pdf